Современные микрочипы становятся всё мощнее и плотнее, что делает задачу их эффективного охлаждения всё более сложной. Инженеры уже опробовали воздушное, жидкостное и даже иммерсионное охлаждение. Но теперь на горизонте появилась необычная идея: использовать лазеры для снижения температуры в самых горячих точках чипа.
Эту инновационную технологию разрабатывает стартап Maxwell Labs совместно с исследователями из Sandia National Labs. Суть метода заключается в том, чтобы с помощью сфокусированного лазерного излучения точечно охлаждать участки с наибольшим тепловыделением. На первый взгляд это звучит парадоксально — ведь лазеры обычно нагревают материалы, а не охлаждают их. Однако в данном случае всё иначе благодаря особенностям одного редкого полупроводника.
Речь идёт об ультрачистом арсениде галлия (GaAs). Как выяснили учёные из Института Нильса Бора в Копенгагене ещё в 2012 году, при воздействии лазера строго определённой длины волны такой материал начинает... охлаждаться. Maxwell Labs решила использовать это явление на практике.
Специалисты компании размещают микропластинки GaAs в наиболее горячих точках процессора. Лазеры направляются на эти зоны с ювелирной точностью, создавая сверхлокализованное охлаждение. Микроскопические структуры на поверхности обеспечивают точное наведение лучей.
Интересно, что эта технология не только борется с перегревом, но и потенциально может повышать энергоэффективность всей системы. По словам представителей Maxwell, часть улавливаемого тепла может быть преобразована обратно в электричество с помощью фотонов.
«Успешная реализация проекта не только решит текущие проблемы энергопотребления, но и откроет путь к производительности процессоров, ранее считавшейся недостижимой», — заявил сооснователь и директор по развитию компании Майк Карп.
Впрочем, до коммерческого внедрения технологии предстоит преодолеть немало препятствий. Производство ультрачистых пластинок арсенида галлия остаётся крайне сложным и дорогим процессом. Кроме того, интеграция этих компонентов с традиционными кремниевыми чипами требует передовых методов трёхмерной сборки и соединения.
Пока что технология существует лишь в виде моделей и симуляций. Maxwell планирует провести первые физические испытания уже этой осенью — и представить рабочий прототип.
